臭氧通过抑制中性粒细胞胞外陷阱缓解肝细胞癌恶性腹水的机制

Mechanism of ozone alleviation of malignant ascites in hepatocellular carcinoma through the inhibition of neutrophil extracellular traps.

作者信息Feng Han, Jiayou Guo, Mingchen Mu, Ka Bian, Zhenting Cui, Qiong Duan, Jianxin Ma, Lai Jin, Wentao Liu, Fanghong Chen
PMID37693209
发布时间2023-08-24
DOI10.1093/pnasnexus/pgad280

实验完整度

结合肝癌患者血浆NETs水平检测、H22荷瘤小鼠体内药效实验、免疫荧光定位NETs、ELISA检测腹水细胞因子、免疫组化及Western blot验证AMPK/SR-A机制,涵盖临床样本和体内模型及机制验证。

主要模型

H22荷瘤小鼠模型 肝细胞癌患者外周血

重点核对

H22细胞接种剂量:2×10^6细胞/只(0.2 mL,1×10^7 cells/mL) 臭氧浓度:15和30 μg/mL,连续腹腔注射13天 每组小鼠数量:n=12(药效实验),n=6(亚组分析) NETs相关指标:cf-DNA,CitH3,MPO AMPK/SR-A通路蛋白水平检测

摘要

肝细胞癌的恶性腹水通常是疾病晚期和预后不良的标志,也被认为与中性粒细胞胞外陷阱(NET)网络介导的慢性炎症有关。尽管臭氧作为一种强氧化剂,具有显著的抗菌和抗炎作用,但其治疗恶性肝腹水的效果尚不清楚。我们首先测量了肝癌患者和健康个体外周血中NETs的水平。接下来,我们构建了H22荷瘤小鼠模型,观察各组的腹围、体重、存活率和存活时间;通过免疫荧光标记小鼠肠道组织中与NETs相关的蛋白;通过酶联免疫吸附试验测量腹水中cf-DNA和细胞因子如:肿瘤坏死因子α(TNF-α)、血管内皮生长因子(VEGF)、白细胞介素6(IL-6)、基质金属蛋白酶9(MMP-9)和干扰素γ(IFN-γ)的水平。通过免疫细胞化学检测各组小鼠肠道组织中磷酸化腺苷酸活化蛋白激酶(P-AMPK)和清道夫受体A(SR-A)的表达水平。我们进一步通过Western blotting检测腹水沉积物中P-AMPK和SR-A蛋白的表达。结果显示,肝细胞癌患者血浆中NETs水平高于正常受试者(P < 0.01)。与模型组相比,臭氧治疗组的腹围和体重显著降低,而存活率和存活时间呈剂量依赖性增加(均P < 0.05)。模型小鼠肠道组织中性粒细胞聚集体中NET相关的瓜氨酸化组蛋白H3和髓过氧化物酶丰富表达,而臭氧治疗组其表达显著降低。与模型组相比,臭氧治疗组H22荷瘤小鼠腹水中cf-DNA、IL-6、IFN-γ、MMP-9、VEGF和TNF-α水平呈剂量依赖性降低(均P < 0.01),而P-AMPK和SR-A蛋白表达较模型组增加。臭氧在H22荷瘤小鼠中显示出显著的抗腹水产生特性,臭氧通过激活AMPK和上调SR-A吞噬损伤相关分子模式减少NETs的产生,从而减少腹水产生。这表明臭氧可作为治疗肝细胞癌恶性腹水的新药物。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
臭氧是否能缓解肝细胞癌恶性腹水及其潜在机制?
核心机制
臭氧通过激活AMPK,上调SR-A介导的DAMPs吞噬,减少NETs形成,从而减轻炎症和血管渗漏,减少恶性腹水产生。
主要证据
H22荷瘤小鼠模型中,臭氧治疗降低腹水体积和体重,提高生存率;免疫荧光显示NETs标志物(CitH3和MPO)减少;ELISA检测腹水中cf-DNA和炎性细胞因子(TNF-α、IL-6、VEGF、MMP-9、IFN-γ)水平降低;免疫组化和Western blot显示P-AMPK和SR-A表达增加。
研究意义
本研究为肝细胞癌恶性腹水的气体治疗提供了见解,提示臭氧可能作为治疗恶性腹水的新药物,但需进一步研究阐明其在人类恶性腹水中的潜在分子机制。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

临床样本NETs水平检测

比较肝癌患者与健康对照者外周血中NETs水平,探究NETs与肝癌的相关性

采集10例肝癌患者和10例健康对照的外周血,分离血清,使用PicoGreen dsDNA检测试剂盒检测cf-DNA水平。

2

H22荷瘤小鼠模型建立与臭氧治疗

评估臭氧对肝细胞癌恶性腹水的影响

将H22细胞接种于ICR小鼠腹腔建立恶性腹水模型,随机分为模型组和臭氧治疗组(15和30 μg/mL),连续腹腔注射臭氧13天,每天测量腹围和体重,记录生存情况。

3

肠道组织NETs免疫荧光检测

检测臭氧对肠道组织中NETs形成的影响

取小鼠肠道组织,固定、包埋、切片,用抗CitH3和抗MPO抗体进行免疫荧光双标,DAPI染核,扫描分析。

4

腹水cf-DNA和细胞因子检测

评估臭氧对腹水中NETs相关标志物和炎性因子的影响

收集小鼠腹水,离心取上清,用ELISA试剂盒检测cf-DNA、TNF-α、IL-6、VEGF、MMP-9和IFN-γ水平。

5

P-AMPK和SR-A蛋白表达检测

探索臭氧抑制NETs形成的潜在分子机制

通过免疫组化检测小鼠肠道组织中P-AMPK和SR-A表达;通过Western blot检测腹水沉积物中P-AMPK和SR-A蛋白水平。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
临床样本NETs检测
肝癌患者和对照组的样本量、年龄、性别、疾病分期
阅读提示:Methods: Clinical data
动物模型建立
H22细胞接种数量、小鼠品系、周龄、体重、分组及每组样本量
阅读提示:Methods: Animals and tumor formation
臭氧治疗
臭氧浓度、给药体积、给药途径、给药持续时间
阅读提示:Methods: Animals and tumor formation; Results: Fig. 2
NETs检测
组织来源、固定方式、抗体稀释比、荧光定量方法
阅读提示:Methods: Immunofluorescence; Results: Fig. 3
腹水指标检测
腹水采集时间、ELISA试剂盒类型、检测指标
阅读提示:Methods: Ascites cytokine analyses; Results: Fig. 4